Question

8．化學(xué)學(xué)習(xí)小組進行如下實驗．
【探究反應(yīng)速率的影響因素】設(shè)計了如下的方案并記錄實驗結(jié)果（忽略溶液混合體積變 化）．限選試劑和儀器：0.20mol/LH₂C₂O₄溶液、0.010mol/LKMnO₄溶液（酸性）、蒸餾水、試管、量筒、秒表、恒溫水浴槽

物理量	V（0.20mol/H2	V（蒸餾水）/mL	V（0.010mol/L KMnO4溶液）/mL	T/℃	乙
①	2.0	0	4.0	50
②	2.0	0	4.0	25
③	1.0	a	4.0	25

（1）上述實驗①②是探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；若上述實驗②③是探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則 a 為1.0；乙是實驗需要測量的物理量，則表 格中“乙”應(yīng)填寫t 溶液褪色時間/s．
【測定 H₂C₂O₄•xH₂O 中 x 值】已知：M（H₂C₂O₄）=90g/mol
①稱取 1.260g 純草酸晶體，將其酸制成 100.00mL 水溶液為待測液．
②取 25.00mL 待測液放入錐形瓶中，再加入適的稀 H₂SO₄
③用濃度為 0.05000mol•L^-1 的 KMnO 標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定；
（2）請寫出與滴定有關(guān)反應(yīng)的離子方程式6H⁺+5H₂C₂O₄+2MnO₄^-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
（3）某學(xué)生的滴定方式（夾持部分略去）如圖1，最合理的是b（選填 a、b）．

（4）由圖2可知消耗 KMnO₄溶液體積為20.00mL；
（5）滴定過程中眼睛應(yīng)注視錐形瓶中顏色變色；
（6）通過上述數(shù)據(jù)，求得 x=2．以標(biāo)準(zhǔn) KMnO₄溶液滴定樣品溶液的濃度，未用標(biāo)準(zhǔn) KMnO₄溶液潤洗滴定管，引起實驗結(jié)果偏大（偏大、偏小或沒有影響）．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)探究某一種因素對反應(yīng)速率的影響時，必須保持其他影響因素一致；要探究H₂C₂O₄溶液濃度不同對反應(yīng)速率的影響，則加入的H₂C₂O₄溶液的體積不同，但反應(yīng)體積溶液的總體積需相同，故應(yīng)加入蒸餾水來確保溶液的總體積均為6mL；要準(zhǔn)確描述反應(yīng)速率的快慢，必須準(zhǔn)確測得溶液褪色時間的長短；
（2）H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反應(yīng)生成二氧化碳、錳離子和水；
（3）據(jù)高錳酸鉀呈酸性，盛放在酸式滴定管中來選擇；
（4）根據(jù)滴定管的結(jié)構(gòu)、精確度以及測量原理來解答；
（5）據(jù)滴定終點的判斷是溶液中顏色的變化來分析；
（6）據(jù)此6H⁺+5H₂C₂O₄+2MnO₄^-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O離子方程式來計算；據(jù)滴定過程中眼睛應(yīng)注視溶液中顏色變化，來判斷滴定終點分析；根據(jù) c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）×v（標(biāo)準(zhǔn)）}{v（待測）}$分析不當(dāng)操作對V（標(biāo)準(zhǔn)）的影響，以此判斷濃度的誤差．

解答 解：（1）當(dāng)探究某一種因素對反應(yīng)速率的影響時，必須保持其他影響因素一致，通過比較實驗①②的反應(yīng)條件可知，實驗①②可探究溫度對反應(yīng)速率的影響；實驗②③中的H₂C₂O₄溶液的加入體積不同，故要探究H₂C₂O₄溶液濃度不同對反應(yīng)速率的影響，但反應(yīng)體積溶液的總體積需相同，故應(yīng)加入蒸餾水來確保溶液的總體積均為6.0mL，則a的值為1.0；要準(zhǔn)確描述反應(yīng)速率的快慢，必須準(zhǔn)確測得溶液褪色時間的長短，故乙要測量的物理量是溶液褪色的時間（t溶液褪色時間/s）；
故答案為：溫度；1.0；t溶液褪色時間/s
（2）H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反應(yīng)生成二氧化碳、錳離子和水，其反應(yīng)的離子方程式為：6H⁺+5H₂C₂O₄+2MnO₄^-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
（3）高錳酸鉀溶液呈酸性，應(yīng)盛放在酸式滴定管中，故答案為：b
（4）儀器A的名稱是酸式滴定管；滴定管滴定前后讀數(shù)為：0.80mL，20.80mL，消耗KMnO₄溶液體積為20.80mL-0.80mL=20.00mL；故答案為：20.00mL
（5）據(jù)酸性KMnO₄溶液為紫紅色，滴定終點時無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘不褪色為滴定到終點故眼睛應(yīng)注視溶液中顏色變化；故答案為：錐形瓶中顏色變色
（6）6H⁺+5H₂C₂O₄+2MnO₄^-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
                  5                2
         n=0.0025        0.02×0.05
m（H₂C₂O₄）=0.0025×90=0.225g；   m（H₂C₂O₄•xH₂O ）=1.26×$\frac{25}{100}$=0.315g；    m（H₂O）=0.315-0.225=0.09g；n（H₂O）=$\frac{0.09}{18}$=0.005mol①
又因為 n H₂C₂O₄）=0.0025 mol  根據(jù)元素守恒即n（H₂C₂O₄•xH₂O ）=0.0025mol；n（H₂O）=0.0025x②
聯(lián)立①②得0.005=0.0025x解得x=2；
未用標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液潤洗滴定管，溶液被稀釋，造成V（標(biāo)準(zhǔn)）偏大，根據(jù) c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）×v（標(biāo)準(zhǔn)）}{v（待測）}$故c（待測）偏大，故答案為：2；偏大．

點評 本題考查了弱酸的電離方程式書寫、氧化還原反應(yīng)方程式書寫以及影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的實驗探究，對于影響反應(yīng)速率的因素的探究，應(yīng)注意的是當(dāng)探究某一種因素對反應(yīng)速率的影響時，必須保持其他影響因素一致，難度中等．